基于GPU的体数据压缩融合体绘制研究与应用.pdf

《基于GPU的体数据压缩融合体绘制研究与应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE（电子科技大学图标）论文题目基于GPU的体数据压缩融合体绘制研究与应用专业学位类别工程硕士学号201222010832作者姓名唐志梁指导教师胡光岷教授分类号密级UDC注1学位论文基于GPU的体数据压缩融合体绘制研究与应用（题名和副题名）唐志梁（作者姓名）指导教师胡光岷教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日

2、期2015.04论文答辩日期2015.05学位授予单位和日期电子科技大学2015年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号RESEARCHANDAPPLICATIONOFCOMPRESSFUSIONVOLUMERENDERINGBASEDONGPUAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:TangZhiliangAdvisor:ProfessorHuGuangminSchool:Sc

3、hoolofCommunication&InformationEngineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。

4、本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要随着商用图形硬件的发展，在商用平台上基于GPU的直接体绘制技术已经广泛应用到三维体数据交互式可视化。然而，大规模体数据的直接体绘制常常受到GPU存储器容量和主存到显存的带宽限制。为了解决这个问题，压缩技术被引入到体绘制中。为了提高整个存储和绘制管线的能力和性能，要求用于体绘制的三维数据体压缩算法是极其不对称，对压缩算法性能要求不高，但是解压必须是能够满足实时体绘制性能的需

5、求。矢量量化压缩体绘制是一种经典有效的压缩体绘制方法。优点在于很好的满足了不对称性能的要求，并且适合在GPU内解压。但是由于体数据一般规模庞大，矢量量化码书生成非常耗时，严重制约了它的实际应用价值。本文针对压缩体绘制在地震物探领域内应用所产生的问题开展研究。论文的主要贡献如下：1.提出了基于数据流聚类的GPU码书初始化算法。地震数据规模通常会超过GPU的存储空间，目前利用GPU进行码书初始加速的基本思想是将数据调入GPU，再利用相应的码书初始化算法在GPU中进行计算，这仅仅只是利用GPU的高度并行能力。这种方法存在的问题是：如果数据规模过大，超过了GPU的存储空间，需要频繁

6、的CPU与GPU的数据通信，导致的性能低下。针对该问题，本文提出了基于数据流聚类码书初始化算法。其基本思想是先将大数据分割成为多个分块，对每一个分块独立的生成初始码书，在此基础上进行初始码书的合并处理。每一个分块数据只需要从CPU到GPU数据传输一次，从而提高了初始码书生成效率。仿真结果表明，该方法能有效解决大规模数据压缩体绘制的码书初始化问题；2.提出了基于矢量量化的多属性融合体绘制算法。多属性的融合可以提高目标的信噪比。传统的多属性融合是先进行数据的融合，形成新的融合体。融合体绘制是实现显示的融合，可以支持交互式的融合参数实时调整。但多种属性数据通常会超过GPU的存储空

7、间。基于此，本文提出了基于矢量量化的多属性压缩融合体绘制算法。其基本思想将矢量量化压缩后的数据调入GPU，并在GPU内实现融合体绘制。通过仿真表明，本方法可以有效解决多属性数据规模超过GPU存储空间的问题；3.设计并实现了CUDA体绘制算法仿真平台的内存管理模块。该模块通过文件格式和内存管理来支持大规模地震数据的应用。I摘要关键词：压缩体绘制，矢量量化，码书初始化，融合体绘制，GPUIIABSTRACTABSTRACTGreatadvancementsincommoditygraphicshardwarehavef